評(píng)估透明顯示器的顯示質(zhì)量的系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及用于評(píng)估透明顯示器的顯示質(zhì)量的系統(tǒng)及其方法。具體地，針對(duì)在顯 示面板后面具有背景視圖的同時(shí)提供顯示視頻信息的透明顯示器，本公開涉及一種用于評(píng) 估透明顯示器如何通過(guò)顯示器同時(shí)提示背景信息與顯示信息的新的標(biāo)準(zhǔn)（或指標(biāo)、量度、 標(biāo)度）和新的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)今，開發(fā)了提供包括靜止圖片、運(yùn)動(dòng)圖片和/或動(dòng)畫的視頻信息的各種平板顯 示裝置以便克服陰極射線管的諸如重量大和體積大的許多缺點(diǎn)。平板顯示裝置包括液晶顯 示裝置（或LCD)、場(chǎng)發(fā)射顯示器（或FED)、等離子體顯示面板（或TOP)和電致發(fā)光裝置 (或EL)。
[0003] 液晶顯示器和有機(jī)發(fā)光二極管顯示器是廣泛地應(yīng)用在包括便攜式裝置和/或電 視機(jī)的各種電器中的代表性平面顯示器。然而，這些平板顯示器是僅針對(duì)顯示系統(tǒng)開發(fā)的， 但是它們不適用各種應(yīng)用。例如，需要透明顯示器，其中當(dāng)顯示器被激活時(shí)它將視頻信息顯 示在其屏幕上并且當(dāng)它不工作時(shí)用戶能夠通過(guò)顯示面板看見(jiàn)位于顯示器后面的任何物體。 透明顯示器被引入市場(chǎng)，但是針對(duì)透明顯示器的質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是不清晰的，使得對(duì)于用戶和/ 或消費(fèi)者來(lái)說(shuō)非常難以判定哪一種顯示器適合于他或她的顯示環(huán)境和/或目的。
[0004] 詳細(xì)地，透明顯示器在它未被使用時(shí)將是玻璃，并且在它被操作時(shí)將提示視頻信 息。在一些情況下，當(dāng)透明顯示器被激活時(shí)，用戶僅看見(jiàn)由透明顯示器提示的視頻信息。在 其它情況下，即使當(dāng)透明顯示器被操作時(shí)，用戶也可以通過(guò)顯示面板在具有位于顯示面板 后面的背景的場(chǎng)景的情況下看見(jiàn)視頻信息。例如，平視顯示器（或HUD)是透明顯示器的典 型示例。直到現(xiàn)在，透明顯示器僅被用在非常昂貴的顯示系統(tǒng)在市場(chǎng)中沒(méi)有價(jià)格阻力的情 況下被應(yīng)用的環(huán)境中。然而，在包括廣告顯示器和家用電器的各種領(lǐng)域中對(duì)透明顯示器的 要求正在增加。
[0005] 圖1是例示了使用液晶顯示器的透明顯示器的結(jié)構(gòu)的立體圖。透明液晶顯示器包 括液晶顯示面板LCDP、光導(dǎo)LG和光源。
[0006] 液晶顯示面板IXDP包括兩個(gè)偏光片和插入這兩個(gè)偏光片的液晶面板LCP。液晶 面板LCP包括上基板SU、下基板SL和插入這兩個(gè)基板SU和SL的液晶層IX。在液晶面板 LCP的上側(cè)和下側(cè)處，分別布置了上偏光片PU和下偏光片PL。即使圖中未示出，在上基板 SU和下基板SL的內(nèi)表面上，多條線和黑底被布置為限定按照矩陣方式布置的多個(gè)像素區(qū) 域，以及用于驅(qū)動(dòng)液晶層LC的公共電極和像素電極。此外，包括了用于呈現(xiàn)全彩色圖片的 濾色器。上偏光片PU被布置在上基板SU的外表面上，并且下偏光片PL被布置在下基板SL 的外表面上。
[0007] 通常，上偏光片的光軸與下偏光片PL的光軸垂直，使得能夠確切地再現(xiàn)真實(shí)黑 級(jí)別。然而，對(duì)于透明顯示器，如果上偏光片PU和下偏光片PL被布置為像一般液晶顯示器 一樣，則當(dāng)它未被激活時(shí)，任何光不能夠通過(guò)液晶顯示面板LCDP。上偏光片PU的光軸與下 偏光片PL的光軸垂直的情況被稱作為"常黑（或NB)模式"，因?yàn)樗硎驹谡l件（不工 作）下的黑級(jí)別。
[0008] 對(duì)于透明顯示器，當(dāng)液晶顯示器面板IXDP未被激活時(shí)顯示器可以是透明狀態(tài)。因 此，優(yōu)選的是，用于透明顯示器的液晶顯示面板LCDP按照它在正常條件下表示白級(jí)別的 "常白（或NW)模式"制造。與常黑模式不同，不能夠通過(guò)上偏振片PU和下偏振片PL的光 軸的平行布置獲得常白模式。應(yīng)該考慮用于液晶面板LCP的液晶層LC的偏振特性。
[0009] 對(duì)于使用扭曲向列模式液晶層的垂直電場(chǎng)型液晶顯示器，即使上偏振片和下 偏振片PL的光軸是垂直的，也能夠獲得常白模式。相反，對(duì)于水平電場(chǎng)型液晶顯示器，能夠 通過(guò)使上偏振片PU的光軸與下偏振片PL的光軸垂直來(lái)建立常白模式。
[0010] 在液晶顯不面板IXDP下方，布置了光導(dǎo)LG和光源LS。光源LS被布置在光導(dǎo)LG 的一個(gè)側(cè)面處以提示光導(dǎo)LG中的光。光導(dǎo)LG在光導(dǎo)LG的整個(gè)內(nèi)部空間中擴(kuò)散來(lái)自光源 LS的光，并且使光折射到面對(duì)著液晶顯示面板LCDP的上表面。為此，在光導(dǎo)LG的后表面 (或底表面）上，布置了反射圖案。具體地，光導(dǎo)LG應(yīng)該確保透明條件，使得反射圖案將是 棱鏡圖案、柱狀透鏡圖案或微透鏡圖案中的一個(gè)。
[0011] 如以上所提到的，當(dāng)透明顯示器未被激活時(shí)，它像玻璃一樣在透明條件下。相反， 當(dāng)供應(yīng)了電力以便用作顯示裝置時(shí)，透明顯示器能夠在顯示器后面具有場(chǎng)景的情況下提示 視頻信息。
[0012] 此外，與通常的液晶顯示器不同，透明顯示器應(yīng)該包括背光單元從而確保透明特 性。因此，不應(yīng)該在透明顯示器中包括用在通常的液晶顯示器中以增強(qiáng)背光的亮度的光學(xué) 片。
[0013] 在下文中，參照?qǐng)D2和圖3,我們將關(guān)于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的使用有機(jī)發(fā)光二極管顯示 器的透明顯示器進(jìn)行說(shuō)明。圖2是例示了透明有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖 3是例示了沿著圖2的切割線1-1'的底部發(fā)光型透明有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的結(jié)構(gòu)的截面 圖。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的底部發(fā)光型透明有機(jī)發(fā)光二極管顯示器包括開關(guān)薄膜晶體管ST、連接 至該開關(guān)薄膜晶體管ST的驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管DT和連接至該驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管DT的有機(jī)發(fā)光 二極管OLE。
[0014] 透明有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的一個(gè)像素區(qū)域包括用于表示視頻信息的發(fā)光區(qū)域 LEA和用于穿透或透射背景場(chǎng)景的透明區(qū)域TRA。例如，像素區(qū)域由掃描線SL、數(shù)據(jù)線DL和 驅(qū)動(dòng)電流線VDD限定，并且像素區(qū)域被劃分為發(fā)光區(qū)域LEA和透明區(qū)域TRA。此外，像素區(qū) 域包括不提示用于表示視頻信息并且來(lái)自背景場(chǎng)景的任何光的非發(fā)光區(qū)域。
[0015] 形成了掃描線SL和數(shù)據(jù)線DL交叉的開關(guān)薄膜晶體管ST。開關(guān)薄膜晶體管ST行 動(dòng)以便選擇連接至該開關(guān)薄膜晶體管ST的像素。開關(guān)薄膜晶體管ST包括從掃描線SL分 支的柵電極SG、與柵電極SG交疊的半導(dǎo)體溝道層SA、源電極SS和漏電極SD。驅(qū)動(dòng)薄膜晶 體管DT行動(dòng)以便驅(qū)動(dòng)布置在由開關(guān)薄膜晶體管ST選擇的像素處的有機(jī)發(fā)光二極管0LE的 陽(yáng)電極AN0。驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管DT包括連接至開關(guān)薄膜晶體管ST的漏電極SD的柵電極DG、 半導(dǎo)體溝道層DA、連接至驅(qū)動(dòng)電流線VDD的源電極DS、以及漏電極DD。
[0016] 驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管DT的漏電極DD連接至有機(jī)發(fā)光二極管0LE的陽(yáng)電極AN0。有機(jī) 發(fā)光層0L被插入在陽(yáng)電極AN0與陰電極CAT之間。陰電極CAT連接至基極電壓（或接地 電壓）VSS。在驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管DT的柵電極DG與驅(qū)動(dòng)電流線VDD之間或者在驅(qū)動(dòng)薄膜晶體 管DT的柵電極DG與驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管DT的漏電極DD之間布置有存儲(chǔ)電容Cst。
[0017] 鑒于截面結(jié)構(gòu)，在透明有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的基板SUB上，分別形成了開關(guān)薄 膜晶體管ST的柵電極SG和驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管DT的柵電極DG。在柵電極SG和DG上，沉積了 柵絕緣體GI。在與柵電極SG和DG交疊的柵絕緣體GI上，分別形成了半導(dǎo)體層SA和DA。 在半導(dǎo)體層SA和DA上，形成了彼此面對(duì)和分離的源電極SS和DS以及漏電極SD和DD。開 關(guān)薄膜晶體管ST的漏電極SD經(jīng)由穿透柵絕緣體GI的漏接觸孔DH連接至驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管 DT的柵電極DG。鈍化層PAS被沉積在具有開關(guān)薄膜晶體管ST和驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管DT的基 板SUB上。
[0018] 在一些情況下，在鈍化層PAS上，還布置了濾色器CF。在這些情況下，優(yōu)選的是， 濾色器CF形成在發(fā)光區(qū)域LEA內(nèi)。例如，能夠在將稍后形成陽(yáng)電極AN0情況下形成濾色器 CF。為了表示全彩色，濾色器CF可以包括紅色顏料、綠色顏料和藍(lán)色顏料中的任何一種。包 括紅色濾色器R、綠色濾色器G和藍(lán)色濾色器B的濾色器CF集合按照矩陣方式排列。
[0019] 如以上所提到的，具有薄膜晶體管ST和DT的基板SUB具有不平表面和水平差，因 為存在許多元件。有機(jī)發(fā)光層0L優(yōu)選形成在平坦表面上以在有機(jī)發(fā)光層0L的整個(gè)區(qū)域上 確保均勻發(fā)光分布。因此，為了使基板SUB的表面變得平滑，覆蓋層0C(或平面層）被沉積 在基板SUB上方。
[0020] 在覆蓋層0C上，形成了有機(jī)發(fā)光二極管OLE的陽(yáng)電極AN0。這里，陽(yáng)電極AN0經(jīng)由 形成在覆蓋層0C和鈍化層PAS處的接觸孔連接至驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管DT的漏電極DD。具體 地，優(yōu)選的是，陽(yáng)電極AN0形成在發(fā)光區(qū)域LEA內(nèi)。發(fā)光區(qū)域LEA和透明區(qū)域TRA的比未被 限制地限制。能夠根據(jù)針對(duì)顯示器的亮度和顯示的目的的規(guī)格在各種比值當(dāng)中進(jìn)行選擇。
[0021] 對(duì)于表示全彩色的底部發(fā)射型有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的情況，陽(yáng)電極包括諸如銦 錫氧化物（或IT0)或銦鋅氧化物（或IZ0)的透明導(dǎo)電材料。堤BN形成在具有陽(yáng)電極AN0 的基板SUB上。優(yōu)選的是，堤BN使發(fā)光區(qū)域LEA和透明區(qū)域TRA分離并且具有分別暴露各 個(gè)區(qū)域的孔徑。如果需要，堤BN具有暴露發(fā)光區(qū)域LEA和透明區(qū)域TRA的一個(gè)孔徑。另外， 堤BN具有用于暴露發(fā)光區(qū)域LEA而不暴露透明區(qū)域TRA的圖案。陽(yáng)電極AN0通過(guò)堤BN的 暴露部分將是實(shí)際發(fā)光區(qū)域。
[0022] 在從堤BN暴露發(fā)光區(qū)域LEA的陽(yáng)電極AN0的基板SUB的表面上，形成了有機(jī)發(fā)光 層0L。對(duì)于濾色器CF被布置在陽(yáng)電極AN0下方的底部發(fā)光型的情況，有機(jī)發(fā)光層0L可以 包括能夠產(chǎn)生白色的有機(jī)材料。在有機(jī)發(fā)光層0L上，形成了陰電極CAT。隨后，形成了包括 陽(yáng)電極AN0、有機(jī)發(fā)光層0L和陰電極CAT并且由驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管DT驅(qū)動(dòng)的有機(jī)發(fā)光二極管 0LE〇
[0023] 具有以上所提到的結(jié)構(gòu)的透明顯示器在它未被激活時(shí)像透明玻璃，使得背景場(chǎng)景 能夠由位于顯示器前面的用戶示出。當(dāng)用戶可以接通顯示器時(shí)，用戶能夠看見(jiàn)具有背景場(chǎng) 景或沒(méi)有背景場(chǎng)景的視頻信息。這可以適用各種應(yīng)用。
[0024] 透明顯示器應(yīng)該具有用于提示視頻信息的高質(zhì)量和用于經(jīng)由通過(guò)顯示面板來(lái)提 供背景場(chǎng)景的高視覺(jué)質(zhì)量的良好特性。然而，在本領(lǐng)域市場(chǎng)中未清楚地定義用于判定透明 顯示器的視覺(jué)質(zhì)量和/或特性的標(biāo)準(zhǔn)（或指標(biāo)、量度、標(biāo)度或計(jì)量）。直到現(xiàn)在，采用針對(duì)像 原玻璃這樣的透明基板的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估了透明顯示器的質(zhì)量。例如，用于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的 透明基板的標(biāo)準(zhǔn)是霧度或透明度。
[0025] 意指光的擴(kuò)散度的霧度被定義為透射光的百分比，該透射光被散射使得其方 向與入射光束的方向偏離超過(guò)指定角度（ASTMD1003)。在該測(cè)試方法中，指定角度是 2.5° (0.044rad)。圖4是例示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于測(cè)量霧度的方法的示意圖。從光源 LS照射的光IL在通過(guò)透明顯示器TS之后經(jīng)由入口ETR進(jìn)入到測(cè)量?jī)x器HMD中。這里，通 過(guò)透明顯示器TS的光TL被散射。霧度測(cè)量?jī)x器HMD能夠測(cè)量來(lái)自出口EXT的光，其中測(cè) 量光圍繞光入射軸在指定角度（2.5° )內(nèi)。使用如圖4所示的儀器，分別